Кислая фосфатаза

Ки́слая фосфата́за (Шифр КФ 3.1.3.2, кислотная фосфомоноэстераза, фосфомоноэстераза) — это фосфатаза, тип фермента, используемый для освобождения присоединенных фосфорильных групп от других молекул во время пищеварения. Также его можно классифицировать как фосфомоноэстеразу. Кислотная фосфатаза хранится в лизосомах и функционирует, когда они сливаются с эндосомами. Фермент имеет кислотный рН-оптимум^[1]. Этот фермент присутствует у многих видов животных и растений^[2].

Кислая фосфатаза
Тетрамер кислой фосфатазы, предстательная железа человека
Идентификаторы
Шифр КФ	3.1.3.2
Номер CAS	9001-77-8
Базы ферментов
IntEnz	IntEnz view
BRENDA	BRENDA entry
ExPASy	NiceZyme view
MetaCyc	metabolic pathway
KEGG	KEGG entry
PRIAM	profile
PDB structures	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
Поиск
PMC	статьи
PubMed	статьи
NCBI	NCBI proteins
CAS	9001-77-8

Различные формы кислой фосфатазы обнаруживаются в разных органах, и их сывороточные уровни используются для оценки, например, успеха хирургического лечения рака предстательной железы.

Он также используется в качестве цитогенетического маркера для различения двух различных линий острого лимфобластного лейкоза (ОЛЛ): В-ОЛЛ (лейкоз В-лимфоцитов) является отрицательным по кислой фосфатазе, Т-ОЛЛ (лейкоз Т-лимфоцитов) является положительным по кислой фосфатазе.

Кислотная фосфатаза катализирует следующую реакцию при оптимальном кислотном рН (ниже 7):

Ортофосфорный моноэфир + H₂O → спирт + H₃PO₄

Фосфатазы также используются почвенными микроорганизмами для доступа к органически связанным фосфатным питательным веществам. Анализ уровня активности этих ферментов может быть использован для определения биологической потребности почвы в фосфатах.

Некоторые корни растений, особенно кластерные^[англ.], выделяют карбоксилаты, которые выполняют кислую фосфатазную активность, помогая мобилизовать фосфор в питательных почвах.

Некоторые бактерии, такие как Nocardia, могут деградировать этот фермент и использовать его в качестве источника углерода.

Структура

Кислотная фосфатаза относится к семейству двуядерных металлогидраз.^[3] Это гетеровалентный фермент с Центром Fe³⁺- Zn²⁺ в качестве активного сайта. Фермент присутствует как у млекопитающих, так и у растений. У млекопитающих фермент составляет около 35kDa до 50kDa, где каталитически активны только те, которые представляют в своем металлическом центре окислительно-восстановительный вид Fe^2/3+. Растительные формы составляют около 100kDa и имеют среди своих основных функций генерацию активных форм кислорода с металлическим центром Fe(III)Zn(II) или Fe(III)Mn(II)^[4].

У человека фермент кодируется на хромосоме 3 в локусе q21. МРНК кодирует каталитически активный зрелый белок из 354 аминокислот. Вторичная структура состоит из 44% α-спиралей (16 спиралей; 158 остатков), 12% β-цепей (10 цепей; 45 остатков), а остальные представляют собой петли и β-повороты^[5].

Механизм

Предполагается, что механизм реакции происходит, когда оксоанион бидентально связан с двумя ионами металлов, заменяя два связующих растворителя, которые находятся в форме несвязанного фермента. Эта несвязанная форма завершает свою координационную сферу гидроксильными ионами в обоих ионах металлов, образуя октаэдрические массивы. Таким образом, механизм состоит из гидролиза сложного эфира, который начинается с взаимодействия субстрата с Zn(II) с последующей нуклеофильной атакой на фосфор координированным гидроксидным ионом Fe(III).^[6].

Определение активности кислой фосфатазы

Принцип

Кислая фосфатаза расщепляет субстрат п-нитрофенилфосфат с образованием нитрофенола, дающего в щелочной среде жёлтое окрашивание. Активность изофермента предстательной железы ингибируется тартратом.

Нормальные величины

Общая активность^{[источник не указан 2078 дней]}

Сыворотка (с п-нитрофенилфосфатом)	67-167 нмоль/с*л
мужчины	2,5-11,7 МЕ
женщины	0,3-9,2 МЕ

Тартратлабильная фракция^{[источник не указан 2078 дней]}

Сыворотка (с п-нитрофенилфосфатом)	0-16,7 нмоль/с*л
мужчины	0,2-3,5 МЕ
женщины	0-0,8 МЕ

Клинико-диагностическое значение

Определение активности кислой фосфатазы имеет важное диагностическое значение.

Так, этот показатель повышен при карциноме предстательной железы.^[7] При метастазировании опухоли повышенная активность фермента наблюдается в 80-90% случаев, а при отсутствии метастазов — в 25% случаев.

Определение активности кислой фосфатазы может служить для дифференциальной диагностики ряда других заболеваний, например, костной системы (повышены только щелочные фосфатазы). Возрастание активности фермента происходит при повышенном разрушении тромбоцитов и гемолитических болезнях, некоторых случаях миеломной болезни.^[8]

Костная кислотная фосфатаза

Тартратоустойчивая кислотная фосфатаза может быть использована в качестве биохимического маркера функции остеокластов в процессе резорбции костной ткани^[9].

Гены кислых фосфатаз человека

• ACP1

• ACP2
• ACPP (ACP3), простатическая кислотная фосфатаза
• ACP5, тартратоустойчивая кислотная фосфатаза
• ACP6
• ACPT, Тестикулярная кислая фосфатаза
• Тканевая кислотная фосфатаза, или лизосомальная кислотная фосфатаза

См. также

• Щелочная фосфатаза